Формирование состава и свойств сгущенного молока с сахаром в процессе тепловой обработки перед выпариванием и выпаривания по режиму первого варианта показано в табл. 25 (при температуре 20 °С).
Таблица 25
Объект исследования |
Кислотность |
Плотность |
Вязкость |
Массовая доля сухих веществ, % |
Отражение, % |
Молоко сырое, поступающее на варку |
18 |
1027 |
2,3 |
11,6 |
83 |
Смесь сахарного сиропа с молоком через 30 мин от начала варки |
|||||
первый корпус |
25 |
1054 |
3,6 |
20,9 |
83 |
второй корпус |
19 |
1231 |
436 |
57,3 |
49 |
Смесь после подачи всего сиропа |
|||||
первый корпус |
21 |
1281 |
530 |
63,5 |
55,5 |
второй корпус |
48 |
1276 |
1096 |
68,4 |
50,5 |
Сгущенный продукт после перепуска в вакуум-охладитель одновременно из обоих корпусов |
30 |
1283 |
3320 |
70,5 |
49 |
Принятая в первом и втором вариантах последовательность поступления компонентов смеси не обеспечивает однородности состава и свойств ее по корпусам аппарата. Через 30 мин от начала выпаривания общая массовая доля сухих веществ сгущаемой смеси по корпусам составила: 21 % в первом и 57 % во втором. Доля сахарозы и вязкость смеси, получаемой из второго корпуса вакуум-выпарного аппарата, были значительно большими, чем из первого. При дальнейшем поступлении пастеризованной молочной смеси (40-50 мин) и остатка сахарного сиропа (8-10 мин) посредством регулирования подачи смеси в первый корпус и перепуска ее из первого во второй удается довести массовую долю сухих веществ смеси до 64 % в первом и до 68 % во втором корпусе.
При этом состав смесей различный. Смесь, поступающая из второго корпуса вакуум-выпарного аппарата, содержит сухих веществ молока больше, чем смесь из первого, что соответственно подтверждается кислотностью (48 и 21 °Т) и вязкостью (1096 и 530 мПа•с) проб. Однако после перепуска близкого по сухим веществам сгущенного продукта из обоих корпусов аппарата в вакуум-охладители и перемешивания массовые доли каждой из составных частей сухого вещества, а также соотношение между составными частями сухого остатка в продукте отвечают предъявляемым требованиям.
Учитывая простоту и доступность метода определения текучести, для изучения условий выпаривания по корпусам во времени проведены дополнительные исследования изменения текучести сгущаемой смеси при производстве сгущенного молока с сахаром в циркуляционном вакуум-выпарном аппарате. При общей тенденции ослабления текучести к концу сгущения в корпусах аппарата она изменялась по-разному. Соответственно показателям текучести интенсивность циркуляции в первом корпусе поддерживается на более высоком уровне, чем во втором, что объясняется разными составом и концентрацией сгущаемой в них смеси. Через 30 мин массовая доля сахарозы менее концентрированной смеси из первого корпуса составляла 3-5 %, тогда как из второго - 33-35 %. В конце выпаривания, к моменту перепуска сгущаемого продукта в вакуум-охладитель, общая концентрация его по корпусам аппарата становится одинаковой.
Применение перепуска сгущенного продукта в вакуум-охладители через второй корпус аппарата во втором, третьем и четвертом вариантах требует уменьшения массы молочной смеси на одну варку в 1,3-1,4 раза и соответственно увеличения количества варок из одной и той же массы молока, числа анализов сырья и продукта, технологических записей и расчетов. Для тех же вариантов при несоответствии массы продукта одного перепуска (варки) рабочему объему вакуум-охладителя нормальный процесс охлаждения - кристаллизации значительно усложняется. Смешивание и охлаждение двух очередных партий продукта, из которых одна до смешивания в течение 1-1,5 ч находится в неохлажденном состоянии, отрицательно сказываются на процессе кристаллизации лактозы. Возможно образование кристаллов лактозы размером более 10 мкм и мучнистой консистенции.
В первом варианте продукт, одновременно поданный из обоих корпусов аппарата и заполнивший рабочий объем вакуум-охладителя, охлаждается в течение 45-60 мин, и, как правило, в нем создаются условия для образования кристаллов лактозы размерами менее 10 мкм. При этом консистенция получаемого продукта однородная.
В рассмотренных вариантах использования двухкорпусного циркуляционного вакуум-выпарного аппарата смешивание молока с сахарным сиропом производится по-разному. В первом и втором вариантах сахарный сироп смешивается с несгущенной пастеризованной молочной смесью непосредственно в вакуум-выпарном аппарате, а в третьем и четвертом вариантах масса пастеризованной молочной смеси, первоначально заполняющая рабочий объем аппарата, смешивается с поступающим после подсгущения до 30 % сухих веществ (или без него) оставшейся пастеризованной молочной смесью и всей массой сахарного сиропа в вакуум-выпарном аппарате.